מה זו קרינת UV?
קרינת UV היא קרינה אלקטרומגנטית באורכי גל הנמוכים מהאור הנראה. בהתאם למילון הבין-לאומי לתאורה (CIE S 017/E:2020) היא מחולקת ל-UV-A בטווח 315 עד 400 nm, ל-UV-B בטווח 280 עד 315 nm ול-UV-C בטווח 100 עד 280 nm. היא בלתי נראית לעין וניתן לתעד אותה רק באמצעות רדיומטרים או ספקטרורדיומטרים.
הקיצור "UV" מייצג קרינה על-סגולה (ultraviolet). קרינה זו מזוהה לעיתים קרובות בשם "אור UV", מכיוון ש"אור" נשמע בדרך כלל פחות מסוכן מ"קרינה". על פי ההגדרה, אנו מכנים "אור" קרינה הנראית לעין האדם. לכן, למעשה, "אור UV" אינו קיים במובן המדויק. זהו עניין חשוב עבור המשתמשים, שכן הם אינם יכולים לחוש בסכנה האמיתית. האור הנראה, אם קיים, הוא בסך הכול לומינסנציה הנגרמת על ידי קרינת UV. לומינסנציה זו חלשה ופחות מסוכנת בדרך כלל מקרינת ה-UV הגורמת לה. מסיבה זו, מדידת הקרינה העל-סגולה חשובה. לצורך כך ניתן להשתמש ברדיומטרי ה-UV המדויקים שלנו.
טווחים ספקטרליים UV-A, UV-B ו-UV-C
קרינת ה-UV מחולקת לשלושה טווחים ספקטרליים. UVA מכסה את הטווח הספקטרלי מ-315 nm עד 400 nm. במקורות אמריקאיים, הטווח הספקטרלי 320–400 nm מכונה גם הוא UVA. הטווח הספקטרלי UVA משמש טכנית לעיתים קרובות להדבקה בקרינת UV ולהקשיית לכות. בנוסף, בדיקות לומינסנציה ופלואורסצנציה מתבצעות לעיתים קרובות באמצעות UVA (המוגדר כאן במונח "אור שחור").
| שם | טווח ספקטרלי בהתאם ל-ILV (CIE S 017/E:2020) |
| UV-A | 315 nm עד 400 nm |
| UV-B | 280 nm עד 315 nm |
| UV-C | 100 nm עד 280 nm (בפועל 200 nm עד 280 nm) |
| UV ואקום | 100 nm עד 200 nm |
| קרינה נראית | גבול תחתון: בין 360 nm ל-400 nm* |
| גבול עליון: בין 760 nm ל-830 nm* | |
| IR-A | 780 nm עד 1400 nm |
| IR-B | 1400 nm עד 3000 nm |
| IR-C | 3000 nm עד 1 mm |
* גבולות הקרינה הנראית אינם מוגדרים בצורה חדה, כיוון שרגישות העין דועכת בהדרגה בשני הקצוות. לפי CIE S 017/E:2020, הגבול התחתון נלקח בדרך כלל בין 360 nm ל-400 nm, והגבול העליון בין 760 nm ל-830 nm. בפועל, נהוג להשתמש בטווח 380 nm עד 780 nm.
הטווח שבין 380 עד 400 nm משתייך אפוא ל-UV-A וגם לקרינה הנראית בעת ובעונה אחת. אין בכך טעות, אלא תוצאה של שני גדלי התייחסות שונים: תחום ה-UV מוגדר על-פי אורך גל, ואילו הקרינה הנראית מוגדרת על-פי רגישות העין – ורגישות זו אינה נעצרת בפתאומיות.
לאחר מכן, בטווח הגלים הקצר יותר, נמצא הטווח הספקטרלי של UVB. קרינת UVB עשירה יותר באנרגיה מקרינת UVA ועלולה לגרום לנזק לעור בזמני חשיפה ארוכים יותר. מבחינה טכנית, קרינת UVB משמשת בתדירות נמוכה יותר מקרינת UVA או UVC, אולם היא ממלאת תפקיד חשוב ביציבות הפוטוכימית, כלומר ב-הזדקנות בקרינת UV או בבליה, שכן אור השמש הטבעי מכיל קרינת UVB במידה מסוימת.
קרינת UVC היא קרינה שבין 100 nm ל-280 nm. מכיוון שהאוויר סופג קרינת UVC מתחת לכ-200 nm, אורך גל זה נחשב לעיתים קרובות לגבול התחתון. קרינת UVC יכולה להיווצר בצורה יעילה על ידי מנורות כספית בלחץ נמוך. נצילות קרינת ה-UV מגיעה לכ-40%, עם הספק חשמלי בטווח של כמה מאות וואטים. הפליטה השלטת היא בקירוב 254 nm. יישומים חשובים הם חיטוי משטחים, וכן אריזות מזון וחיטוי מי שתייה. לצורך פולימריזציה בקרינת UV, נפוצה מנורת כספית בלחץ בינוני עם הספק חשמלי בין כ-400 W ל-24 kW. כאן, ההספק הגבוה מאפשר מהירויות גבוהות וזמני תהליך בשבריר שנייה.
האיור הבא מציג את סוגי הקרינה האלקטרומגנטית השונים ואת תכונותיהם:
- קרינת על-סגול (UV)
- מחולקת לתת-תחומים: UV ואקום (VUV) ו-UV רחוק (FUV) – יחד UV-C –, UV בינוני (UV-B) ו-UV קרוב (UV-A)
- טווח אורכי גל: 100 nm עד 400 nm
- אנרגיית פוטון: 12.4 eV עד 3.1 eV
- גלאים אופייניים: CsI, Cs2Te, SiC
- קרינה נראית (VIS)
- טווח אורכי גל: 380 nm עד 780 nm
- אנרגיית פוטון: 3.3 eV עד 1.6 eV
- גלאים אופייניים: מכפיל פוטונים רב-אלקלי (PMT), Si
- קרינת אינפרה-אדום (IR)
- מחולקת ל-IR קרוב (IR-A, IR-B), IR בינוני ו-IR רחוק (יחד IR-C)
- טווח אורכי גל: 780 nm עד 1 mm (106 nm)
- אנרגיית פוטון: 1.6 eV עד 0.001 eV
- גלאים אופייניים: Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe
UV ואקום נקרא בשם זה משום שהאוויר קולט קרינה מתחת ל-200 nm בערך בעצימות רבה: החמצן מתפרק ונוצר אוזון. לכן מדידות בטווח זה מחייבות שטיפה בחדק חנקן או ואקום. החלק המשמש בפועל הוא קו הכספית באורך גל 185 nm – הבסיס לייצור אוזון בקרינת UV לניקוי משטחים ו-AOP.
Downloads
גיליונות הנתונים זמינים בגרמנית ובאנגלית. הגרסה האנגלית היא המחייבת.
מאת: ד"ר מרק פאראוויה
ד"ר מרק פאראוויה הוא מנכ"ל חברת Opsytec Dr. Gröbel GmbH באטלינגן ועומד בראש מעבדת הכיול המוסמכת. בהמשך למחקרו על פריקות אקסיימר בקסנון פועם במכון לטכנולוגיית תאורה של KIT, מוקד עיסוקו כיום הוא טכנולוגיית מדידת קרינה אופטית. הוא משמש כסגן יו"ר ועדת התקינה הגרמנית DIN FNL 7 ״קרינה אופטית״, וחבר בקבוצת הפרויקט של DVGW לחיטוי בקרינת UV.
